STM32的USART1與USART2模塊串行數(shù)據(jù)通訊功能

STM32的USART1與USART2模塊支持多種功能，包括IrDA紅外、Smart Card(IC卡)等。本文就其串行數(shù)據(jù)通訊功能進行講解。

USART功能圖：

一般情況串口都采用異步方式通訊，因此本文只講解異步通訊方式(UART)。異步模式下串口采用Tx、Rx兩線，其數(shù)據(jù)模式如圖：

上圖為數(shù)據(jù)長度為8位(包括1位校驗)的情形。位數(shù)據(jù)的意義：

總線空閑 ：空閑時線上為高電平。

起始位 ：一位邏輯0信號幀，代表傳輸開始。

數(shù)據(jù)位 ：可以為7位或8位數(shù)據(jù)。低位開始傳輸

校驗位： 若啟用，使得邏輯1的位數(shù)應(yīng)為偶數(shù)(偶校驗)或奇數(shù)(奇校驗)。若不啟用，該位由一位數(shù)據(jù)幀替代(多一位數(shù)據(jù))。

停止位： 一位或兩位邏輯1，標(biāo)志一個數(shù)據(jù)字符傳輸完成。

※一般情況下個人推薦①數(shù)據(jù)長度為9位(有效數(shù)據(jù)8位+一位校驗)或②數(shù)據(jù)8位(無校驗)；并盡量采用ascii或16進制編碼方式。

UART配置結(jié)構(gòu)體LL_USART_InitTypeDef

typedef struct
{
  uint32_t BaudRate;/*
  配置波特率；通過LL_USART_SetBaudRate()函數(shù)實現(xiàn)
  @param BaudRate=115200,9600.etc
  */
  uint32_t DataWidth;/*
  配置數(shù)據(jù)幀數(shù)；通過LL_USART_SetDataWidth()函數(shù)實現(xiàn)
  @param DataWidth = LL_USART_DATAWIDTH_8B 
                     LL_USART_DATAWIDTH_9B
  */
  uint32_t StopBits;/*
  設(shè)置停止位數(shù)；通過LL_USART_SetStopBitsLength()實現(xiàn)
  @param StopBits = LL_USART_STOPBITS_0_5  0.5stop bit 
                    LL_USART_STOPBITS_1     1 stop bit 
                    LL_USART_STOPBITS_1_5  1.5stop bits 
                    LL_USART_STOPBITS_2     2stop bits
  */
  uint32_t Parity;/*
  設(shè)置校驗位；通過LL_USART_SetParity()實現(xiàn)
  @param Parity = LL_USART_PARITY_NONE 
                  LL_USART_PARITY_EVEN  偶校驗
                  LL_USART_PARITY_ODD  奇校驗
  */
  uint32_t TransferDirection;/*
  設(shè)置數(shù)據(jù)收發(fā)模式；通過LL_USART_SetTransferDirection()實現(xiàn)
  @param TransferDirection = LL_USART_DIRECTION_NONE 雙向禁用
                             LL_USART_DIRECTION_RX 單接收
                             LL_USART_DIRECTION_TX 單發(fā)送
                             LL_USART_DIRECTION_TX_RX 發(fā)送&接收
  */ 
  uint32_t HardwareFlowControl; /*
  用于RS232的其他硬件引腳配置(CTS、RTS);通過LL_USART_SetHWFlowCtrl()實現(xiàn)
  @param HardwareFlowControl = LL_USART_HWCONTROL_NONE 無
                               LL_USART_HWCONTROL_RTS RTS
                               LL_USART_HWCONTROL_CTS CTS
                               LL_USART_HWCONTROL_RTS_CTS CTS&RTS
  */
  uint32_t OverSampling;/*
  設(shè)置過采樣。通過LL_USART_SetOverSampling()實現(xiàn)。※不要更改
  @param OverSampling = LL_USART_OVERSAMPLING_16 
                        LL_USART_OVERSAMPLING_8                
  */
} LL_USART_InitTypeDef;

__STATIC_INLINE void LL_USART_Enable(USART_TypeDef *USARTx);/*
啟用USART模塊；生成的初始化代碼中已調(diào)用。
@param USARTx= USART1 
               USART2 .etc
*/
__STATIC_INLINE void LL_USART_Disable(USART_TypeDef *USARTx);/*
關(guān)閉USART模塊
*/
__STATIC_INLINE uint32_t LL_USART_IsEnabled(USART_TypeDef *USARTx);/*
檢測USART模塊是否已開啟。
@retval = 0  !0
*/
※
ErrorStatus LL_USART_Init(USART_TypeDef *USARTx, LL_USART_InitTypeDef *USART_InitStruct);/*
USART初始化函數(shù)； @retval = SUCCESS  ERROR
*/

以下函數(shù)與狀態(tài)寄存器有關(guān)(相關(guān)函數(shù)只用于指示狀態(tài)，可以不使用)：

請在reset時先將使用到的位清零

※但若使能中斷，則中斷處理完全必須清零狀態(tài)位方能產(chǎn)生下一次interrupt

__STATIC_INLINE uint32_t LL_USART_IsActiveFlag_PE(USART_TypeDef *USARTx);/*
接收使能時，判斷是否發(fā)生奇偶性校驗錯誤(檢測PE位,當(dāng)錯誤時置位，通過軟件清零)
※當(dāng)CubeMx設(shè)置了奇偶校驗時有效
@retval = 1 發(fā)生過錯誤
*/
__STATIC_INLINE void LL_USART_ClearFlag_PE(USART_TypeDef *USARTx)；/*
清零PE位。
*/

__STATIC_INLINE uint32_t LL_USART_IsActiveFlag_FE(USART_TypeDef *USARTx);/*
判斷是否發(fā)生幀錯誤(噪聲、斷開符)。(檢測FE位,當(dāng)錯誤時置位，通過軟件清零)
@retval = 1 發(fā)生過錯誤
*/
__STATIC_INLINE void LL_USART_ClearFlag_FE(USART_TypeDef *USARTx);/*
清零FE位
*/

__STATIC_INLINE uint32_t LL_USART_IsActiveFlag_NE(USART_TypeDef *USARTx)；/*
檢測噪聲錯誤。(檢測NE位,當(dāng)錯誤時置位，通過軟件清零)
*/
__STATIC_INLINE void LL_USART_ClearFlag_NE(USART_TypeDef *USARTx);/*
清零NE位
*/

__STATIC_INLINE uint32_t LL_USART_IsActiveFlag_ORE(USART_TypeDef *USARTx);/*
檢測過載錯誤。(讀取寄存器中數(shù)據(jù)尚未被讀取時收到新數(shù)據(jù))（ORE位）
*/
__STATIC_INLINE void LL_USART_ClearFlag_ORE(USART_TypeDef *USARTx);/*
清零ORE位
*/

__STATIC_INLINE uint32_t LL_USART_IsActiveFlag_IDLE(USART_TypeDef *USARTx)；/*
檢測總線空閑;（IDLE位）
*/
__STATIC_INLINE void LL_USART_ClearFlag_IDLE(USART_TypeDef *USARTx);/*
清零IDLE位
*/

以下為使用頻繁的狀態(tài)寄存器相關(guān)函數(shù)：

__STATIC_INLINE uint32_t LL_USART_IsActiveFlag_RXNE(USART_TypeDef *USARTx);/*
讀數(shù)據(jù)非空   ;檢測讀取數(shù)據(jù)寄存器RDR狀態(tài)。
※讀取數(shù)據(jù)寄存器RDR 完全 完成一次數(shù)據(jù)接收時,該位被置位。@retval =1
※對讀取數(shù)據(jù)寄存器RDR的讀取操作可以硬件清零 該位。
不推薦軟件清零
*/
__STATIC_INLINE void LL_USART_ClearFlag_RXNE(USART_TypeDef *USARTx);/*慎用*/


__STATIC_INLINE uint32_t LL_USART_IsActiveFlag_TC(USART_TypeDef *USARTx);/*
發(fā)送完成   ;讀TC
當(dāng)發(fā)送完一幀，且發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器空時@retval = 1
需要通過軟件清零
*/
__STATIC_INLINE void LL_USART_ClearFlag_TC(USART_TypeDef *USARTx);

__STATIC_INLINE uint32_t LL_USART_IsActiveFlag_TXE(USART_TypeDef *USARTx);/*
發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器空     ; 檢測發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器TDR狀態(tài)
※當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器TDR數(shù)據(jù)被送出時，該位被置位。 @retval = 1 
※對發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器TDR的寫入操作可以硬件清零該位。
不推薦軟件清零
*/
__STATIC_INLINE void LL_USART_ClearFlag_TXE(USART_TypeDef *USARTx);/*慎用*/

相關(guān)寄存器：

串口中斷的使用

關(guān)于中斷源：

IDLE中斷：總線空閑中斷

RXNE中斷：接收緩沖區(qū)非空中斷※常用

TC中斷：發(fā)送完成中斷

TXE中斷：發(fā)送緩沖區(qū)空中斷

PE中斷：校驗失敗中斷※常用
※以上中斷發(fā)生將同時調(diào)用同一中斷函數(shù)void USARTx_IRQHandler(void)?？稍诤瘮?shù)內(nèi)判斷具體的中斷源。

配置中斷使能：

__STATIC_INLINE void LL_USART_EnableIT_IDLE(USART_TypeDef USARTx);/
使能總線空閑中斷
*/
__STATIC_INLINE void LL_USART_EnableIT_RXNE(USART_TypeDef USARTx);/
使能RXNE中斷
*/
__STATIC_INLINE void LL_USART_EnableIT_TC(USART_TypeDef USARTx);/
使能TC中斷
*/
__STATIC_INLINE void LL_USART_EnableIT_TXE(USART_TypeDef USARTx);/
使能TXE中斷
*/
__STATIC_INLINE void LL_USART_EnableIT_PE(USART_TypeDef USARTx);/
使能PE中斷
*/

**禁用中斷 **

函數(shù)模板為LL_USART_DisableIT_xxx(USART_TypeDef *USARTx);

中斷程序編寫

使能串口中斷后，中斷調(diào)用函數(shù)為void USART?_IRQHandler(void)

若啟用了多個對應(yīng)的中斷源，則應(yīng)該在中斷函數(shù)中

判斷中斷源,再進行對應(yīng)操作。

判斷原理：

初始化時啟用相應(yīng)中斷并軟件清零用到的狀態(tài)位。

當(dāng)觸發(fā)相應(yīng)的事件時，中斷源的狀態(tài)位被置位，其余狀態(tài)位仍處于初始化后0態(tài)。此時跳轉(zhuǎn)執(zhí)行中斷函數(shù)void USART?_IRQHandler(void)
在中斷函數(shù)中進行用到的狀態(tài)位的判斷，若狀態(tài)位為1則為中斷源
執(zhí)行完后，將相應(yīng)狀態(tài)位清零以使能下一次中斷

示例程序：以接收中斷為例

在 usart.c中:

void MX_USART1_UART_Init(void)
{
·
·
LL_USART_ClearFlag_RXNE(USART1);//強制清零狀態(tài)位
LL_USART_EnableIT_RXNE(USART1); //使能RXNE中斷
·
}

在it.c中

void USART1_IRQHandler(void)
{
 if (LL_USART_IsActiveFlag_RXNE(USART1))//判斷中斷源
 {
  LL_USART_TransmitData8(USART1, LL_USART_ReceiveData8(USART1));/*讀接收寄存器(8bit)并發(fā)送，
  *讀操作自動清零狀態(tài)位*/
  //LL_USART_ClearFlag_RXNE(USART1);//強制清零狀態(tài)位，不推薦使用
 }
}